Hvilke trinn og prosessstøtte kreves for å oppnå balansert størkning av duktilt jern?

Kjernepunktene i den balanserte størkningsprosessen for seigjern og dens implementering i produksjonen er en prosess for perfekt transformasjon av teori til praksis. Det kan løse problemet med krymping og porøsitet for duktilt jern i faktisk produksjon. Å realisere balansert størkning av seigjern er et systematisk prosjekt som krever at vi utfører følgende arbeid:

1、 Forstå kjerneprosesspunktene for "balansert størkning"

"Equilibrium solidification theory" ble foreslått av professor Wei Bing, en støpeekspert i Kina. Det bryter bort fra den tradisjonelle tenkningen om "sekvensiell størkning" og kjerneideen er å bruke grafitiseringsekspansjonen under størkningsprosessen til duktilt jern for å kompensere for krymping, og dermed oppnå målet om støpegods uten krymping og porøsitet.

Kjernepunktene i prosessen kan oppsummeres i tre nøkkelord:

Balansen mellom "ekspansjon" og "sammentrekning": Dette er det mest grunnleggende poenget. Under størkning gjennomgår duktilt jern både "ekspansjon" på grunn av grafittutfelling (grafitiseringsekspansjon) og "krymping" på grunn av krymping i flytende og fast tilstand. Målet med håndverket er å skape forhold som lar «utvidelse» motvirke «sammentrekning». 2. Balanse mellom "stivhet" og "fleksibilitet": "stivhet" refererer til at formen har tilstrekkelig styrke til å "holde" trykket som genereres av grafitiseringsekspansjon, og tvinger ekspansjonskraften til å virke i motsatt retning på det smeltede jernet for krympekompensasjon. Dette er grunnlaget for å oppnå "selvpåfyll og sammentrekning". Vanligvis oppnådd gjennom høystyrke støpesand (som harpikssand, belagt sand), forsterkede sandkasser og andre metoder. Myk "(fleksibel/ ettergivende): refererer til å sette opp et passende" mykt "miljø (som luftventiler, overløpsstigerør, myke sandlag) ved enden av banen eller nær det varme punktet hvor krymping er nødvendig, slik at formhulen kan trekke seg tilbake på en kontrollert måte for å lede krympetrykkstrømningsfeltet, forhindre bevegelse av støpeveggen og frigjøre utblåsningsbrønnen. 3. Balanse mellom "varm" og "kald": Kontroller temperaturfeltet til støpingen gjennom et portsystem. Varme ": Ved de tykke og store varme nodene til støpegods gis nødvendig væskesvinn og varmetilskudd ved å bruke skjulte eller sidestige. Kaldt ": Bruk av kaldt jern for å akselerere lokal avkjøling ved tynnveggede eller raskt avkjølte områder av støpegods, eliminere varme flekker og etablere en temperaturgradient mot stigerøret.

Kjernemnemonikk: "Hvis det er vanskelig, er det vanskelig; hvis det er mykt, er det mykt; hvis det er varmt, er det varmt; hvis det er kaldt, er det kaldt; bruk utvidelse i stedet for sammentrekning for å oppnå dynamisk balanse.

2、 De spesifikke implementeringsmetodene for kjernepunktene i produksjonen

For å oversette teorien ovenfor til praktiske produksjonsoperasjoner, er det nødvendig å systematisk kontrollere fra følgende aspekter:

1. Formprosessdesign (realisering av "stivhet" og "fleksibilitet")

Velg støpematerialer med høy styrke: harpikssand (furanharpiks, alkalisk fenolharpiks) eller belagt sand bør foretrekkes. Disse materialene har høy styrke og kan effektivt motstå grafitiseringsekspansjon, som er grunnlaget for å oppnå balansert størkning. Leiresand (våt sand) krever streng kontroll av fuktighet og komprimeringshastighet, og om nødvendig forsterkning av sandkasser og støpeformer. Rimelig utformet og kompakt hellesystem: bruker vanligvis halvlukket (som F rett: F horisontalt: F innvendig=1,5:1,2:1) eller helt lukket hellesystem. Rask fylling reduserer erosjon og bidrar også til at innløpskoppen og innløpet får en viss krympeeffekt i det senere stadiet. Bruk "små, men mange" stigerør: Stigerørene trenger ikke være like store som støpt stål. Bruk små, for det meste skjulte stigerør (kantmatere, ørematere, andnebbmatere, etc.) eller sidematere. Utformingen av stigerøret er nøkkelen: den skal være "kort, tynn og bred". Dens funksjon er å jevnt kompensere for væskesvinn i det tidlige stadiet av størkning, og å raskt "selvlukke" (størkne) i begynnelsen av grafitiseringsekspansjon i midtstadiet av størkning, og låse ekspansjonstrykket inne i støpingen i stedet for å slippe det inn i stigerøret. Smart bruk av kaldt jern: Plassering av et eksternt kaldt jern ved det tykke varme punktet i støpegodset kan akselerere avkjølingen av det området, eliminere det varme punktet og redusere dets avhengighet av stigerøret. Når det brukes sammen med et stigerør, kan en mer ideell temperaturgradient etableres for å styre størkningssekvensen. Sette opp eksos og overløp: Det bør settes opp tilstrekkelige eksoshull på det høyeste punktet og siste fyllepunktet i formhulrommet for å sikre jevn gassutslipp fra hulrommet. Et overløpsstigerør (slaggoppsamlingspose) installeres ved slutten av hellingen eller ved sluttstrømmen av smeltet jern. Den kan ikke bare samle slagg, men også slippe ut smeltet jern ved lav temperatur, og balansere trykket og temperaturen inne i formhulen.

2. Smelte- og sfæroidiseringskontroll (kildegaranti for "ekspansjon")

Stabil kjemisk sammensetning: Karbonekvivalent (CE): Vedtar en løsning med høyt karbon og lite silisium. CE er vanligvis kontrollert mellom 4,6 % og 4,9 %. Høyt karbon kan sikre tilstrekkelig grafittutfelling og generere tilstrekkelig ekspansjonskraft; Lavt silisium kan forhindre overdreven økning i eutektisk temperatur og forhindre at grafittekspansjon kommer for sent. Restinnhold av magnesium (Mg): bør ikke være for høyt, vanligvis kontrollert til 0,03 % -0,05 %. For høy høyde vil øke tendensen til hvit støping, hemme grafitisering og redusere ekspansjon. God sfæroidiseringseffekt: Sørg for at sfæroidiseringsnivået når 1-2 nivåer. Kun runde grafittkuler kan gi tilstrekkelig og jevn ekspansjonskraft. Jo flere og mindre antall grafittkuler, jo tidligere begynner utvidelsen, og jo bedre effekt. Egnet helletemperatur: Forutsatt å sikre fullstendig fylling, prøv å redusere helletemperaturen så mye som mulig (for eksempel 1320 ℃ -1380 ℃). Helling ved lav temperatur kan redusere mengden væskekrymping, forkorte størkningstiden og muliggjøre tidligere og mer effektiv grafitiseringsekspansjon for å kompensere for krymping.

3. Produksjonsprosesskontroll (garanti for dynamisk balanse)

Tilstrekkelig komprimering av formsand: Sørg for at hardheten til sandformen oppfyller standarden (som harpikssand>90, leiresand>85), og garanter "stivheten" til formen. Nøyaktig måling av smeltet jern: Sørg for nøyaktig mengde jern i sfæroidiseringsbehandlingspakken for å sikre nøyaktig tilsetning av sfæroidiseringsmiddel og inokuleringsmiddel, og stabiliserer dermed sfæroidiseringseffekten og den kjemiske sammensetningen. Rask avstøpning: Hell så snart som mulig etter sfæroidiseringsbehandling (vanligvis fullført innen 10 minutter etter "reaksjonsavsetning") for å forhindre nedgang i fertilitet og sfæroidisering. Rimelig boksingstid: Etter støping skal støpingen ha tilstrekkelig isolasjonstid i sandformen (i hvert fall etter fullført eutektisk størkning) før boksing og sliping. For tidlig boksing vil miste "stivhetsbegrensningen" til sandformen, og støpegodset vil deformeres eller til og med svelle under påvirkning av ekspansjonskraft, noe som resulterer i en kraftig økning i risikoen for intern krymping og løshet.

sammendrag

Oppsummert er å oppnå balansert størkning ikke en enkelt teknikk, men et systematisk konsept som går gjennom hele prosessen med prosessdesign, smeltekontroll og produksjonsstyring. Det krever at produsenter har en dyp forståelse av størkningsegenskapene til duktilt jern, og å oppnå den ideelle effekten av å "erstatte krymping med ekspansjon og balansere stivhet og fleksibilitet" gjennom en rekke tiltak som støping med høy stivhet, lite stigerør, kaldt jern, lav helletemperatur og smeltet jern av høy kvalitet. I praktiske applikasjoner anbefales det å utføre prosesseksperimenter og seksjonsverifisering på typiske produkter for å optimalisere og bestemme de best egnede prosessparametrene for spesifikke produksjonsforhold.